NL9001384A - Meerlaagse buis, leiding uit meerdere van dergelijke buizen en werkwijze voor het gas- en vloeistofdicht verbinden van twee van dergelijke buizen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Meerlaagse buis, leiding uit meerdere van dergelijke buizen en werkwijze voor het gas- en vloeistofdicht verbinden van twee van dergelijke buizen.

Door aanvraagster worden als uitvinders genoemd: G.M. Gaikema te Dedemsvaart en P. Bijl te Hardenberg.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een samengestelde buis, tenminste omvattende een kunststof bevattende binnen- en buitenlaag.

Dergelijke buizen zijn algemeen bekend en worden veelal gevormd door co-extrusie van de desbetreffende lagen. De toepassing van meerdere lagen heeft doorgaans ten doel de bestendigheid van de buizen tegen externe invloeden zoals bijvoorbeeld warmte en druk te verbeteren. Deze buizen bezitten echter het nadeel, dat de kunststoffen waaruit deze zijn gevormd, zoals bijv. polytheen, polyester e.d., niet voldoende bestand zijn tegen aanval van chemicaliën, zoals aromatische koolwaterstoffen of dergelijke. De kunststoffen zullen daardoor veelal opzwellen en poreus worden.

De onderhavige uitvinding beoogt de bovengenoemde nadelen te overwinnen en bezit daartoe als kenmerk, dat de binnen- en buitenlaag bestaan uit met vezels versterkte uitgeharde thermohardende hars, waarbij de hars van de binnen- en buitenlaag zijn uitgehard onder toepassing van verschillende harders.

Er zijn vele thermohardende harssystemen bekend zoals onverzadigde polyester hars, epoxyhars, fenolhars, alkydhars, ureumhars, melamine hars etc. die in principe geschikt zijn voor het vormen van buizen.

In de eerste plaats wordt door de uitvinding een buis verschaft die door de verzelversterking reeds bij een geringe dikte een hoge sterkte bezit. Voorts kan afhankelijk van de toepassing van de buis de harder van de hars van de desbetreffende laag worden gekozen. Zo zijn bepaaalde harders wel geschikt om een laag van de buis bestand te maken tegen chemicaliën, doch bijvoorbeeld toxicologisch niet toegestaan voor de binnenlaag van drinkwaterleidingen. De harders kunnen bijvoorbeeld worden gekozen om het door de buis te transporteren medium tegen het uitwendige milieu te beschermen, of om het uitwendige milieu tegen het te transporteren medium te beschermen. Dit laatste kan bijvoorbeeld van belang zijn, wanneer een buis voor Chemicaliëntransport in een waterwingebied dient te worden gelegd. Voor het gemak zal in het vervolg van de beschrijving uitsluitend worden gesproken over de toepassing van de buis volgens de uitvinding als drinkwaterleiding in een verontreinigde bodem.

De met vezels versterkte uitgeharde thermohardende hars kan vele soorten vezels, zoals niet-geweven kunststofvezels of niet-geweven glasvezels etc. bevatten.

Als de thermohardende hars is met voordeel een epoxyhars toegepast, daar dit type hars uitermate goed geschikt is om met vezels te worden versterkt en een lage doorlatendheid bezit.

De kunststof van de buitenlaag is bij voorkeur bestand tegen chemicaliën, zodat de samengestelde buis volgens de uitvinding kan worden gebruikt als drinkwaterleiding in met chemicaliën verontreinigde gebieden, zoals terreinen van benzinestations, olieraffinaderijen en dergelijke, zonder door eventuele aromatische koolwaterstoffen of dergelijke op te zwellen en doordringing van de chemicaliën naar het inwendige van de buis mogelijk te maken.

Hiertoe bestaat de buitenlaag met voordeel uit een met epoxyhars geïmpregneerd glasvezelweefsel, waarbij de epoxyhars is gehard onder toepassing van een aromatisch amine als harder, bij voorkeur diaminodifenylmethaan (MDA). Het gebruik van een aromatisch amine als harder van de epoxyhars van de buitenlaag heeft het voordeel, dat deze buitenlaag daardoor beter bestand is tegen allerlei koolwaterstoffen, die doorgaans kunststoffen, zoals polyalkenen laten opzwellen en daardoor poreus maken. Wanneer de buitenlaag poreus zou worden, kan het drinkwater in de buis bereikbaar worden voor verontreinigingen.

Met voordeel bestaat de binnenlaag uit gewikkeld met een epoxyhars geïmpregneerd glasvezelweefsel, en is de epoxyhars van deze laag gehard onder toepassing van een alifatisch amine of zuuranhydride als harder, waarbij isoforondiamine (IPD) de meeste voorkeur heeft als harder. Het gebruik van een alifatisch amine of zuuranhydride als harder van de epoxyhars van de binnenlaag heeft als voordeel, dat de buis volgens de uitvinding als waterleiding kan worden gebruikt, daar in de meeste landen het gebruik van een alifatisch amine als harder voor kunststofbuizen toxicologisch gezien aanvaard is, en in een aantal landen zelfs zuuranhydride als harder.

Om de glasvezels van het met de epoxyhars geïmpregneerde glasvezelweefsel van de binnenlaag te beschermen tegen binnendringen van water of eventueel ander te transporteren medium bezit de meest aan de binnenzijde gelegen deellaag van de binnenlaag bij voorkeur een hogere concentratie kunststof dan het overige gedeelte van de binnenlaag.

De buis volgens de uitvinding kan op vele wijzen worden gevormd, doch dit wordt in het bijzonder uitgevoerd door wikkelen of centrifugaalgieten. Deze technieken zijn betrekkelijk eenvoudig en verschaffen een vezelorientatie, die, door het doorgaans heen en weer gaand opbouwen van een laag, de uiteindelijke sterkte van de buis zeer ten goede komen.

Om een aanvullende bescherming tegen doordringing van chemicaliën aan de buis te verschaffen is met voordeel tussen de binnen- en buitenlaag van de buis een metaallaag opgenomen.

Een dergelijke samengestelde buis met tussen de binnen-en buitenlaag een metaallaag is op zich bekend uit het Duitse octrooischrift nr. 3527440. Hierin is een werkwijze beschreven voor het vervaardigen van een gas- en vloeistofdichte verbinding tussen een van een metaalwapening voorziene kunststofbuis en een kunststof verbindingsstuk, waarbij de kunststofbuis tenminste bestaat uit een kunststof binnen- en buitenlaag, met daartussen een metaalmantel. Voor het verbinden van de kunststofbuis met een verbindingsstuk wordt de kunststofbuitenmantel en de metaalwapening van het verbindingsgebied van de kunststofbuis verwijderd en wordt de blootgelegde binnenlaag in het verbindingsstuk gevoerd, en daarmee verbonden. Aldus vervaardigde leidingen worden toegepast voor transport van drinkwater in verontreinigde gebieden.

Dergelijke buizen zijn echter in het bijzonder voor grotere diameters betrekkelijk dik en duur. Een dergelijke buis met een metaalwapening is bovendien moeilijk te vervaardigen, daar dit door co-extrusie of dergelijke ingewikkelde techniek dient te worden uitgevoerd. Voorts zijn de kunststoffen, die worden toegepast voor de buitenlaag, zoals bijvoorbeeld polypropeen, niet voldoende bestand tegen aromatische koolwaterstoffen. Het kunststof kan daardoor opzwellen, waardoor dit poreus wordt en de metaallaag bereikbaar wordt voor water en bijvoorbeeld zuren. Deze zullen de metaallaag corroderen, waardoor de beschermende werking van de samengestelde buis tegen doordringing van verontreinigingen in hoge mate wordt benadeeld.

De uitvinding verschaft een buis, die tegen doordringing van chemicaliën is beschermd en waarbij de metaallaag een aanvullende diffusiebescherming verschaft. De metaallaag is bij voorkeur gevormd door wikkelen van een metaalfolie.

De metaalfolie is doorgaans overlappend gewikkeld, waarbij de overlap bij voorkeur meer dan 25% bedraagt. Het overlappend wikkelen van de metaalfolie/ voorkomt dat er doordringing bij de naden zal kunnen optreden door chemicaliën, die eventueel door de buitenlaag van de buis zouden kunnen zijn gedrongen. Bovendien is het wikkelen met overlap eenvoudiger dan het aansluitend naast elkaar wikkelen van een folie. Een metaalfolie, die de voorkeur heeft is aluminiumfoelie.

Bij voorkeur zijn de uiteinden van de buis volgens de uitvinding geschikt om koppeling van meerdere buizen aan elkaar mogelijk te maken. Daartoe kan één eind van een mof zijn voorzien en kan het andere eind zodanig zijn bewerkt, dat plaatselijk rond de omtrek van de buis aan het betreffende uiteinde tenminste de buitenlaag en indien aanwezig de metaallaag zijn verwijderd. Aldus is het mogelijk om de buis volgens de uitvinding gemakkelijk met andere buizen volgens de uitvinding of met gangbare buizen te verbinden tot leidingen.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een leiding uit buizen, die wordt gekenmerkt, doordat deze meerdere buizen volgens de uitvinding omvat.

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet uitsluitend betrekking heeft op buizen, doch dat koppelstukken, zoals T-stukken en bochten op dezelfde wijze kunnen zijn opgebouwd als de buis volgens de uitvinding en dan dezelfde gunstige eigenschappen bezitten.

Tenslotte heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het gas- en vloeistofdicht verbinden van twee buizen volgens de uitvinding, waarbij deze werkwijze wordt gekenmerkt, doordat in een mof van een buis een insteekeinde van een andere buis wordt bevestigd met behulp van een kleefmiddel, waarbij het insteekeinde van de andere buis plaatselijk is bewerkt teneinde de buitenlaag en indien aanwezig de metaallaag van het insteekgedeelte te verwijderen, waarna rond de aldus gevormde verbinding een van een hechtmiddel voorziene metaallaag wordt gewikkeld en vervolgens met vezels versterkt kunststof daarover wordt gewikkeld, dat aansluitend wordt gehard.

Het uitvoeren van deze werkwijze verschaft een verbinding, die uitermate goed gas- en vloeistofdicht is en voor wat betreft de doorsnedestructuur niet veel afwijkt van de doorsnedestructuur van de buizen zelf. Dit betekent dat door de werkwijze volgens de uitvinding eventuele doordringing van chemicaliën bij het verbindingsgedeelte wordt vermeden.

Met voordeel wordt over de met vezels versterkte kunststoflaag een afwerkingslaag aangebracht, waarbij deze afwerkingslaag bij voorkeur uit een gewikkeld niet-geweven polyestervlies bestaat. Het gebruik van een afwerkingslaag, zoals bijvoorbeeld een niet-geweven polyestervlies of ander kunststofvlies verschaft een aanvullende bescherming tegen aanval van chemicaliën, die eventueel de vezels van de daarmee versterkte kunststof zouden kunnen aantasten.

De uitvinding zal in het navolgende worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening. Daarin toont:

Fig. 1 een deeldoorsnede door een samengestelde buis volgens de uitvinding met een metaallaag; en

Fig. 2 een deeldoorsnede door een verbinding van twee buizen volgens de uitvinding.

In fig. 1 is een doorsnede getoond door de wand van een buis 1 volgens de uitvinding. Met verwijzingscijfer 2 is de binnenlaag van de buis aangegeven, welke bijvoorbeeld bestaat uit een gewikkeld glasvezelweefsel, dat is geïmpregneerd met een epoxyhars, die is gehard met isoforondiamine. Aan de onderzijde van deze binnenlaag bevindt zich een zogenaamde "liner" 3, die dezelfde samenstelling bezit als de binnenlaag 2, doch waarvan de harsconcentratie hoger is, bijvoorbeeld ongeveer 60% in plaats van ongeveer 30%.

Op de binnenlaag 2 bevindt zich een metaallaag, die is gevormd door het wikkelen van een metaalfolie 4. Deze metaalfolie 4 is bij voorkeur aluminiumfoelie die van een hechtmiddel is voorzien, dat een verbinding aangaat met de binnenlaag 2. Op de aluminiumfolie bevindt zich de buitenlaag 5, welke bijvoorbeeeld kan bestaan uit een gewikkeld glasvezelweefsel, dat is geïmpregneerd met epoxyhars, die bijvoorbeeld met diaminodifenylmethaan is gehard.

Doorgaans worden de achtereenvolgende lagen kruislings over een doorn gewikkeld, waarna de kunststof wordt uitgehard. De binnen- en buitenlaag bestaan doorgaans uit meerdere gewikkelde lagen, waarbij de binnenlaag veelal dikker is dan de buitenlaag.

Het zal duidelijk zijn, dat de werkwijze waarmee de zojuist beschreven buis wordt vervaardigd eveneens geschikt is om te worden gebruikt voor verbindingsstukken, zoals bochten, T-stukken en dergelijke.

Genoemde buis en verbindingsstukken zijn uitermate goed geschikt om te worden gebruikt als waterleiding in gebieden, die ernstig zijn verontreinigd met chemicaliën zoals bijvoorbeeld terreinen van benzinestations, olieraffinaderijen etc. Hoewel door verwisseling van de binnen- en buitenlaag ook andere toepassingen mogelijk zijn, bijvoorbeeld het transport van chemicaliën door waterwingebieden.

In fig. 2 is een deeldoorsnede van een verbinding tussen twee buizen volgens de uitvinding getoond, daarin zijn dezelfde onderdelen als in fig. 1 met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. Deze verbinding betreft een verbinding tussen buis A, die met een insteekgedeelte 6 in mof 7 van buis B is bevestigd. Hiertoe zijn van insteekgedeelte 6 de buitenlaag 5 en de metaalfolie 4 verwijderd en is de bevestiging uitgevoerd met behulp van een kleefmiddel 8. Over de aldus gevormde verbinding is allereerst plaatselijk een metaalfolie 9 gewikkeld, die van een hechtmiddel is voorzien, dat met de bovenlagen van de buizen A en B een verbinding vormt. Vervolgens is daarover een met vezels versterkte kunststof 10 gewikkeld, die aansluitend is gehard- Deze verbindingsbewerking kan in het veld ter plaatse of in de fabriek worden uitgevoerd. Ter bescherming van de aanvullende met vezels versterkte kunststoflaag 10 op de metaalfolie 9 kan nog een afwerkingslaag 11 zijn aangebracht, die bijvoorbeeld kan bestaan uit een gewikkeld niet-geweven polyestervlies.

De gebruikte metaalfolie is bij voorkeur aluminiumfoelie met een breedte van 70-100mm, die met een 50% overlap is gewikkeld. Voorts is de aluminiumfoelie bij voorkeur eenzijdig voorzien van een hechtmiddel. Een voorbeeld van een dergelijke aluminiumfoelie is deze van 3M Scotch type 431, breedte 70mm.

De binnen- en buitenlaag van de buis volgens de uitvinding zijn bij voorkeur kruislings gewikkeld, met een wikkelhoek van + 55° onder toepassing van een glasvezelweefsel, dat is geïmpregneerd met een epoxyhars, waarbij de epoxyhars is gehard onder toepassing van een harder, die geschikt is voor de betreffende toepassing. Dit betekent dat de harder, die is toegepast in de binnenlaag bijvoorbeeld toxicologisch aanvaardbaar voor drinkwater moet zijn bij gebruik van de buis als waterleiding en de harder van de buitenlaag de buitenlaag beter bestand dient te maken tegen aanval van chemicaliën uit de omgeving waar de buis dient te worden geplaatst, die de epoxyhars van de buitenlaag eventueel zouden kunnen laten opzwellen.

Claims (19)

1. Samengestelde buis, tenminste omvattende een kunststof bevattende binnen- en buitenlaag, met het kenmerk, dat de binnen- en buitenlaag (2, 4) bestaan uit met vezels versterkte uitgeharde thermohardende hars, waarbij de hars van de binnen- en buitenlaag is uitgehard onder toepassing van verschillende harders.

2. Buis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als thermohardende hars een epoxyhars is toegepast.

3. Buis volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de epoxyhars van de buitenlaag (5) is gehard onder toepassing van een aromatisch amine als harder.

4. Buis volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat als harder diaminodifenylmethaan (MDA) is gebruikt.

5. Buis volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de epoxyhars van de binnenlaag (2) is gehard onder toepassing van een alifatisch amine of zuuranhydride als harder.

6. Buis volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat als harder isoforondiamine (IPD) is gebruikt.

7. Buis volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de meest aan de binnenzijde gelegen deellaag (3) van de binnenlaag (2) een hogere concentratie kunststof bezit dan het overige gedeelte van de binnenlaag (2).

8. Buis volgens conclusie 1-7, met het kenmerk, dat de binnen- en buitenlaag zijn gevormd door wikkelen of centrifugaalgieten.

9. Buis volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat tussen de binnen- en buitenlaag een metaallaag is opgenomen.

10. Buis volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de metaallaag is gevormd door wikkelen van een metaalfolie.

11. Buis volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de metaalfolie (4) overlappend is gewikkeld, waarbij de overlap bij voorkeur meer dan 25% bedraagt.

12. Buis volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de metaallaag bestaat uit gewikkeld aluminiumfoelie.

13. Buis volgens conclusie 1-12, met het kenmerk, dat de uiteinden ervan geschikt zijn om koppeling van meerdere buizen aan elkaar mogelijk te maken.

14. Buis volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat deze aan één eind van een mof (7) is voorzien.

15. Buis volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het andere eind zodanig (6) is bewerkt, dat plaatselijk rond de omtrek van de buis aan het betreffende uiteinde tenminste de buitenlaag (5) en indien aanwezig de metaallaag (4) zijn verwijderd.

16. Leiding uit buizen, met het kenmerk, dat deze meerdere buizen volgens één of meer van de voorgaande conclusies omvat.

17. Werkwijze voor het gas en vloeistofdicht verbinden van twee buizen volgens conclusies 13 tot 15, met het kenmerk, dat in een mof (7) van een buis (B) een insteekeinde (6) van een andere buis (A) wordt bevestigd met behulp van een kleefmiddel (8), waarbij het insteekeinde (6) van de andere buis (A) plaatselijk is bewerkt teneinde de buitenlaag (5) en indien aanwezig de metaallaag (4) van het in te steken gedeelte (6) te verwijderen, waarna rond de aldus gevormde verbinding een van een hechtmiddel voorziene metaallaag (9) overlappend wordt gewikkeld en vervolgens met vezels versterkte kunststof (10) daarover wordt gewikkeld, dat aansluitend wordt gehard.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat over de met vezels versterkte kunststoflaag (10) een afwerkingslaag (11) wordt aangebracht.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de afwerkingslaag (11) bestaat uit een gewikkeld niet-geweven polyestervlies.